KR20090043515A - Electro-magnetic treatment of a modified biomass - Google Patents
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Abstract
본 발명은 온화한 조건 하에서 해중합 또는 액화시키기에 민감한 바이오매스의 제조 방법에 관한 것으로서,The present invention relates to a method for producing biomass that is sensitive to depolymerization or liquefaction under mild conditions,
전자기 방사의 흡수에 민감한 물질을 바이오매스에 도입시켜 방사 흡착 바이오매스를 제조하는 단계를 포함하며, 상기 방사 흡착 바이오매스에 전자기 방사를 적용시켜 활성화 바이오매스를 제조하는 것을 특징으로 한다.And introducing a material sensitive to the absorption of electromagnetic radiation into the biomass to produce a radio adsorption biomass, wherein the activated biomass is prepared by applying electromagnetic radiation to the radio adsorption biomass.
Description
본 발명은 변형된 바이오매스 스트림의 처리 방법에 관한 것이다. 상기 처리에 의해서 온화한 조건 하에서 바이오매스의 기체, 액체 연료 및/또는 화학물질로의 이후 전환 반응에 민감하게 되는 민감화 또는 활성화 물질이 수득된다.The present invention relates to a process for treating a modified biomass stream. The treatment yields a sensitizing or activating material that is sensitive to subsequent conversion of the biomass to gases, liquid fuels and / or chemicals under mild conditions.
바이오매스를 전자기 장에 민감하게 되도록 제조할 필요가 있는 바이오매스의 변환은 바이오매스를 유전자 변형시키거나, 또는 바람직하게는 전자기 물질(들)의 나노-입자를 포함하는 용액과 바이오매스를 접촉시킴으로써 획득할 수 있다. The conversion of biomass, which needs to be made to make the biomass sensitive to electromagnetic fields, may be achieved by genetically modifying the biomass, or preferably by contacting the biomass with a solution comprising nano-particles of electromagnetic material (s). Can be obtained.
본 발명의 별개의 실시양태는 바이오매스를 액체 연료 또는 특수한 화학물질 및/또는 폴리머로 제조하기 위해서 이용할 수 있는 특이적인 빌딩 블록 화학물질(specific building block chemicals)로 전환시키는 것이다.A separate embodiment of the present invention is the conversion of biomass into specific building block chemicals that can be used to make liquid fuels or specialty chemicals and / or polymers.
용이하게 이용할 수 있는 원유의 공급이 점차 줄어들면서 다른 공급원으로부터의 액체 연료에 대한 필요성이 증가하였다. 일정한 탄소계 에너지 운반 물질이 매우 유용하다. 이러한 예로는 석탄, 타르 샌드, 혈암유 및 바이오매스가 포함된 다. 이러한 에너지 운반 물질을 액체 연료로 전환시키기 위한 방법이 개발되었다. 이러한 방법의 예로는 열분해(pyrolysis) 및 열수(hydrothermal) 전환 방법이 포함된다. 그러나 이러한 방법은 생성물의 품질에 역효과를 주는 비교적 강한 조건이 요구된다. 따라서 비교적 온화한 조건에서 액체 연료 및/또는 화학물질로 보다 민감하게 전환될 수 있도록 민감화('활성화')된 바이오매스와 같은 탄소계 에너지 운반 물질을 개발할 필요성이 있다.As the supply of readily available crude oil diminished, the need for liquid fuel from other sources increased. Certain carbon-based energy transport materials are very useful. Examples include coal, tar sands, shale oil and biomass. Methods have been developed for converting these energy transport materials into liquid fuels. Examples of such methods include pyrolysis and hydrothermal conversion methods. However, this method requires relatively strong conditions that adversely affect the quality of the product. Accordingly, there is a need to develop carbon-based energy transport materials such as biomass that have been sensitized ('activated') to be more sensitive to liquid fuels and / or chemicals in relatively mild conditions.
발명의 요약Summary of the Invention
본 발명은 온화한 조건 하에서 바이오매스를 액화 또는 해중합에 민감하도록 만드는 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은 하기 단계를 포함한다:The present invention relates to a method of making biomass susceptible to liquefaction or depolymerization under mild conditions, the method comprising the following steps:
a) 전자기 방사의 흡수에 민감한 물질을 바이오매스에 도입시켜 방사 흡착 바이오매스를 제조하는 단계; 및a) introducing a material sensitive to absorption of electromagnetic radiation into the biomass to produce a radiosorbed biomass; And
b) 상기 방사 흡착 바이오매스에 전자기 방사를 적용시켜 활성화 바이오매스를 제조하는 단계.b) applying an electromagnetic radiation to the radiation absorbing biomass to produce an activated biomass.
실례가 되는 실시양태의 상세한 설명Detailed Description of Illustrative Embodiments
하기는 단지 예로서 제공되는 본 발명의 일정한 실시양태의 상세한 설명이다.The following is a detailed description of certain embodiments of the invention, which are provided by way of example only.
일반적인 화학 반응은 관련된 분자가 활성 에너지로 알려져 있는 활성적인 허들(energetic hurdle)을 통과해야 한다. 따라서 고 활성 에너지를 필요로하는 화학 반응은 반응 혼합물에 존재하는 분자의 작은 분획물 만이 요구되는 활성 에너지를 가지므로 서서히 진행되는 경향이 있다. 동일한 이유에 있어서 화학 반응은 반응 온도가 증가하면 보다 신속하게 진행하며, 고온에서 요구되는 활성 에너지를 지닌 분자의 분획물이 증가하기 때문이다. Common chemical reactions require the molecules involved to pass through an active hurdle, known as the active energy. Thus, chemical reactions requiring high activation energy tend to progress slowly because only a small fraction of the molecules present in the reaction mixture has the required activation energy. For the same reason, the chemical reaction proceeds more rapidly as the reaction temperature increases, because the fraction of the molecule with the required activation energy at higher temperature increases.
촉매 작용은 활성 에너지가 낮아지게 되는 반응 분자와의 상호작용으로서 규정할 수 있다. 불균질 촉매 작용은 표면 부위에 이러한 분자가 흡수됨으로써 분자의 특성과 전자 구조가 교란됨으로써 작동한다. 불행하게도 일정한 부위는 부피가 큰 분자에 의해서 도달될 수 없다.Catalysis can be defined as the interaction with the reacting molecules, where the activation energy is lowered. Heterogeneous catalysis works by absorbing these molecules at surface sites, disrupting their properties and electronic structure. Unfortunately, certain sites cannot be reached by bulky molecules.
대안으로는 화학 반응과 관련이 있는 분자 내의 화학 결합을 선택적으로 활성화시키는 것이다. 상기는 마커(예를 들어 K+ → C=O)에 의한 분자 내의 "마킹(marking)" 위치에 의해서 실행되며, 이후에 전기 및/또는 자기 에너지를 사용하여 이러한 마크 부위를 활성화시킬 수 있다.An alternative is to selectively activate chemical bonds in the molecules involved in the chemical reaction. This is done by the “marking” position in the molecule by a marker (eg K + → C═O), which can then be activated using electrical and / or magnetic energy.
대체적으로 본 발명은 온화한 조건하에서 바이오매스를 액화 또는 해중합 반응에 민감하도록 만드는 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 하기 단계를 포함한다:In general, the present invention relates to a method of making a biomass susceptible to liquefaction or depolymerization under mild conditions, the method comprising the following steps:
a) 전자기 방사의 흡수에 민감한 물질을 바이오매스에 도입시켜 방사 흡착 바이오매스를 제조하는 단계; 및a) introducing a material sensitive to absorption of electromagnetic radiation into the biomass to produce a radiosorbed biomass; And
b) 상기 방사 흡수 바이오매스에 전자기 방사를 적용시켜 활성화 바이오매스를 제조하는 단계.b) applying an electromagnetic radiation to said radiation absorbing biomass to produce an activated biomass.
여기서 사용하는 "전자기 방사(electro-magnetic radiation)"라는 용어는 진동 전기 및 자기장으로 구성되는 방사를 포함한다. 상기 용어는 레이더 및 전자파, 마이크로파, AC 히팅 및 진동 자기장을 포함한다.The term "electro-magnetic radiation" as used herein includes radiation consisting of a vibrating electric and magnetic field. The term includes radar and electromagnetic waves, microwaves, AC heating and vibrating magnetic fields.
전자기 방사의 흡수에 민감한 물질의 선택은 사용하는 전자기 방사의 형태에 따라 달라진다. 방사의 가장 적당한 형태는 레이더 파장, 및 1 kHz 내지 5 MHz 범위의 주파수를 갖는 진동 자기장을 포함한다.The choice of material that is sensitive to the absorption of electromagnetic radiation depends on the type of electromagnetic radiation used. The most suitable form of radiation includes a radar wavelength and a vibrating magnetic field having a frequency in the range of 1 kHz to 5 MHz.
전자기 방사의 흡수에 민감한 물질은 금속, 특히 전이 금속을 포함한다. 비-귀금속 전이 금속이 바람직한데 이것은 비용 때문이다. 적당한 금속은 Fe, Mn, Zn, 희토류를 포함한다. Fe가 특히 바람직하다. Materials sensitive to the absorption of electromagnetic radiation include metals, in particular transition metals. Non-noble metal transition metals are preferred because of their cost. Suitable metals include Fe, Mn, Zn, rare earths. Fe is particularly preferred.
목적하는 금속은 적당한 용매로 가용성 화합물을 용해시키고, 용액으로 바이오매스를 함침시켜 바이오매스에 도입시킬 수 있다. 여기서 사용하는 "함침(impregnating)"이라는 용어는 금속이 바이오매스에 확산되는 임의의 공정을 포함하며, 소킹(soaking), 초기 습식 함침(incipient wetness impregnation) 등과 같은 기술을 포함한다.The desired metal can be introduced into the biomass by dissolving the soluble compound in a suitable solvent and impregnating the biomass with a solution. The term "impregnating" as used herein includes any process by which metals are diffused into the biomass and include techniques such as soaking, incipient wetness impregnation, and the like.
금속 화합물은 수용성인 것이 바람직하며, 물은 용매로서 사용한다.The metal compound is preferably water-soluble, and water is used as the solvent.
바람직한 실시양태에서 금속은 바이오매스가 유도되는 식물 그 자체에 의해서 바이오매스로 도입된다. 상기 방법은 식물을 유전자 조작하는 단계를 포함하여 이의 폴리머 구조로 방사 민감성 물질을 혼입시킨다. 이러한 생물공학 식물로부터 제조된 바이오매스는 자동적으로 방사 민감성 물질을 포함한다.In a preferred embodiment the metal is introduced into the biomass by the plant itself from which the biomass is derived. The method includes genetically engineering a plant to incorporate radiation sensitive materials into its polymer structure. Biomass made from such biotech plants automatically contains radiation sensitive materials.
본 발명의 방법에 사용하기 바람직한 것은 광합성 유래의 바이오매스이다. 특히 바람직한 것은 셀룰로스 및/또는 리그노셀룰로스를 포함하는 바이오매스이다. (리그노-)셀룰로스를 포함하는 바이오매스에 함침된 금속은 (리그노-)셀룰로스의 베타-1 결합에 근접하게 위치하는 것이 바람직하다고 알려져 있다. 상기 방사-흡착 바이오매스에 전자기 방사를 적용시키는 경우 베타-1 결합은 선택적으로 활성화될 것이다. 베타-1 결합이 (리그노-)셀룰로스의 글루코피라노스 유닛 사이의 연결을 제공하므로 이러한 결합의 활성으로 (리그노-)셀룰로스의 해중합 반응이 유도된다. 본 발명은 상기 이론에 의해 제약을 받지않는 다는 것을 알아야 할 것이다.Preferred for use in the process of the invention are biomass derived from photosynthesis. Especially preferred are biomasses comprising cellulose and / or lignocellulosic. It is known that metals impregnated in biomass comprising (ligno-) cellulose are preferably located close to beta-1 bonds of (ligno-) cellulose. Beta-1 binding will optionally be activated when electromagnetic radiation is applied to the radiation-adsorbing biomass. Since beta-1 binding provides a link between the glucopyranose units of (ligno-) cellulose, the activity of this binding induces a depolymerization reaction of (ligno-) cellulose. It will be appreciated that the present invention is not limited by the above theory.
바람직한 실시양태에서 방사 흡착 바이오매스를 활성화시키기 위해 사용되는 전자기 방사의 주파수는 마이크로파 범위이다. 주파수는 300 MHz 내지 300 GHz, 보다 바람직하게는 1 GHz 내지 100 GHz 범위내인 것이 바람직하다. 상기 방사는 레이더 및 마이크로파 오븐과 같은 응용에 광범위하게 사용되므로 이러한 타입의 방사를 발생시키는 기술은 잘 개발되었다. 소위 마이크로파 방사를 발생시키기 위해 사용되는 마그네트론이라는 것은 효율성이 65 % 이상으로 도안할 수 있다.In a preferred embodiment the frequency of electromagnetic radiation used to activate the radiation adsorption biomass is in the microwave range. The frequency is preferably in the range of 300 MHz to 300 GHz, more preferably in the range of 1 GHz to 100 GHz. Since the radiation is widely used in applications such as radars and microwave ovens, techniques for generating this type of radiation have been well developed. Magnetrons, which are used to generate so-called microwave radiation, can be designed to be more than 65% efficient.
대안 실시양태에서 전자기 방사의 흡수에 민감한 물질은 자성 물질의 나노입자를 포함하며, 전자기 방사는 진동 자기장을 포함한다. 이러한 자성 물질은 상자성 물질, 강자성 물질 또는 초상자성 물질이 적당하다. 상자성 물질의 예로는 금속 Co, 금속 Fe 및 Fe3O4(=FeO.Fe2O3)를 포함한다. 초상자성 물질은 매우 작은 입자 크기의 (철)자성 물질이다. 작은 입자 크기때문에 입자의 자성 순간의 방향으로 변화시키기 위해 요구되는 에너지는 대기 열 에너지에 근접한다. 결과로서 입자는 램덤하게 큰 속도로 역 방향으로 움직인다.In alternative embodiments the material sensitive to absorption of electromagnetic radiation comprises nanoparticles of magnetic material, the electromagnetic radiation comprising a vibrating magnetic field. Such magnetic materials are suitably paramagnetic, ferromagnetic or superparamagnetic. Examples of paramagnetic materials include metal Co, metal Fe and Fe 3 O 4 (= FeO.Fe 2 O 3 ). Superparamagnetic materials are (iron) magnetic materials of very small particle size. Because of the small particle size, the energy required to change in the direction of the magnetic moment of the particles is close to atmospheric thermal energy. As a result, the particles move in the reverse direction at randomly large speeds.
자성 입자는 바이오매스와 입자의 습식(함침, 소킹 또는 코팅) 및/또는 건식 접촉(혼합, 밀링, 그라인딩, 유동화, 유동 그라인딩)에 의해서 바이오매스에 도입될 수 있다. 상기 방법에서 자성 입자는 바이오매스 입자의 표면에 코팅되거나 또는 바이오매스 입자에 침투시킬 수 있다.Magnetic particles may be introduced into the biomass by wet (impregnation, soaking or coating) and / or dry contact (mixing, milling, grinding, fluidization, flow grinding) of the biomass and particles. In the above method, the magnetic particles may be coated on the surface of the biomass particles or penetrated into the biomass particles.
여기서 사용하는 "함침(impregnating)"이라는 용어는 금속을 바이오매스에 확산시키거나 또는 바이오매스 상에 흡착시키는 임의의 방법을 포함하며, 소킹, 초기 습식 함침 등을 포함한다.The term "impregnating" as used herein includes any method of diffusing a metal into or adsorbing onto a biomass, including soaking, initial wet impregnation, and the like.
자기장에 민감하도록 만들어진 마이오매스를 고 주파수의 진동 자기장에 영향을 받도록 두는 경우에 바이오매스 내의 자성 입자는 진동 운동을 만든다. 상기에 의해 바이오매스가 국소적으로 가열되어 바이오매스 내에 화학 결합이 활성화된다.Magnetic particles in biomass produce vibratory motion when the myomass, which is made sensitive to magnetic fields, is subjected to high frequency vibration magnetic fields. This causes the biomass to be locally heated to activate chemical bonds in the biomass.
활성화되면 바이오매스는 비교적 온화한 조건하에서 액화되거나 해중합될 수 있다. 여기서 사용하는 "온화한 조건(mild conditions)"이라는 용어는 온도가 20 내지 500 ℃이며, 압력이 1 내지 50 bar인 조건을 나타낸다. 바람직한 실시양태에서 온화한 조건은 대기 온도 내지 350 ℃ 범위의 온도 및 1 내지 25 bar 범위의 압력을 포함한다.Once activated, biomass can be liquefied or depolymerized under relatively mild conditions. The term " mild conditions " as used herein refers to conditions where the temperature is from 20 to 500 [deg.] C. and the pressure is from 1 to 50 bar. Mild conditions in preferred embodiments include temperatures in the range from ambient temperature to 350 ° C. and pressures in the range from 1 to 25 bar.
목적하는 생성물에 따라서 상기 활성화 바이오매스에 영향을 주는 온화한 조건은 열수 전환 조건, 온화한 열분해 조건, 온화한 가수분해 조건, 온화한 수소화-전환, 수소화-크래킹 또는 수소화-처리 조건, 촉매적 크래킹 또는 효소적 전환 조건을 포함할 수 있다.The mild conditions that affect the activated biomass, depending on the desired product, are hydrothermal conversion conditions, mild pyrolysis conditions, mild hydrolysis conditions, mild hydrogenation-conversion, hydrogenation-cracking or hydrogenation-treatment conditions, catalytic cracking or enzymatic conversions. May include conditions.
대안적인 실시양태에서 개시 물질은 바이오매스 물질 또는 활성화 바이오매스 물질의 열분해 또는 열 전환으로 수득될 수 있는 바이오액체이다.In alternative embodiments the starting material is a bioliquid that can be obtained by pyrolysis or thermal conversion of the biomass material or activated biomass material.
따라서 상기 실시양태에서 본 발명은 온화한 조건 하에서 해중합 반응에 민감하게 되는 바이오액체를 제조하는 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 하기 단계를 포함한다:Thus in this embodiment the invention relates to a process for preparing a bioliquid that is sensitive to depolymerization under mild conditions, the process comprising the following steps:
a) 전자기 방사의 흡수에 민감한 물질을 바이오액체에 도입시켜 방사 흡착 바이오액체를 제조하는 단계; 및a) preparing a radiation adsorption bioliquid by introducing a substance sensitive to absorption of electromagnetic radiation into the bioliquid; And
b) 상기 방사 흡착 바이오액체에 전자기 방사를 적용시켜 활성화 바이오액체를 제조하는 단계.b) applying the electromagnetic radiation to the radioactive adsorption bio liquid to produce an activated bio liquid.
개시 물질로서 바이오액체를 사용하면 전자기 방사의 흡수에 민감한 물질을 바이오액체에 도입시키는 단계를 전자기 방사의 흡수에 민감한 액체 공급원과 바이오액체를 혼합시켜 실행시킬 수 있는 이점이 있다. 상기 액체 공급원은 용액 또는 예를 들어 자성 입자의 경우에 현탁액일 수 있다.The use of bioliquid as a starting material has the advantage that the step of introducing a biosensitive liquid sensitive material to the absorption of electromagnetic radiation can be carried out by mixing the biofluid with a liquid source sensitive to the absorption of electromagnetic radiation. The liquid source may be a solution or a suspension, for example in the case of magnetic particles.
이후의 방사로 바이오액체는 비교적 온화한 조건 하에서의 반응에 의해서 유용한 연료 또는 특수 화학 물질로 전환될 수 있는 활성화 바이오액체로 전환된다.Subsequent spinning of the bioliquid is converted into activated bioliquid which can be converted into useful fuels or specialty chemicals by reaction under relatively mild conditions.
특수 실시양태에서 방사 흡착 바이오매스에 연속 공적으로 전자기 방사를 적용시킨다. 예를 들어 방사 흡착 바이오매스는 전자기 방사의 적당한 형태가 발생되고 있는 구역을 통해 연속적 벨트 상에서 운반될 수 있다. 상기 구역은 연속 방사 반응기 또는 이러한 반응기의 일부분일 수 있다.In a particular embodiment electromagnetic radiation is applied continuously to the radiation absorbing biomass. For example, the radiation adsorption biomass can be carried on a continuous belt through the region where a suitable form of electromagnetic radiation is occurring. The zone may be a continuous spinning reactor or part of such a reactor.
활성화 바이오매스는 추가로 액체 및/또는 기체 생성물로 전환될 수 있다. 이러한 추가의 전환은 열분해 또는 열수 전환과 같은 공지된 기술로 수행될 수 있으며, 단 상기의 활성화때문에 이러한 기술은 바이오매스의 활성화가 일어나지 않는 경우에 발생할 수 있는 것 보다 더 온화한 조건하에서 실행될 수 있다는 것이 조건이다.The activated biomass may further be converted to liquid and / or gaseous products. Such further conversion can be carried out by known techniques such as pyrolysis or hydrothermal conversion, provided that such techniques can be carried out under milder conditions than would otherwise occur if biomass activation did not occur. Condition.
열분해 또는 열수 전환은 바람직하게는 활성화 단계 직후에 분리 공정 단계로 실행될 수 있다. 예를 들면 방사 흡착 바이오매스는 전자기 방사 구역을 통과하여 이후에 열수 전환 또는 열분해에 있어서의 적당한 조건을 갖는 구역을 통과하는 컨베이어 벨트 상에 배치시킬 수 있다.Pyrolysis or hydrothermal conversion may preferably be carried out in a separation process step immediately after the activation step. For example, the spinning adsorption biomass can be placed on a conveyor belt that passes through an electromagnetic radiation zone and then through a zone with suitable conditions for hydrothermal conversion or pyrolysis.
대안적인 실시양태에서 활성화 단계 및 열분해 또는 열수 전환은 하나의 반응기에서 실행한다. 예를 들면 열수 전환 반응기 또는 열분해 반응기에는 전자기 방사를 발생시키는 수단을 구비시킬 수 있다. 상기 반응기에는 방사 흡착 바이오매스를 공급한다. 반응기의 조건은 바이오매스에 전자기 방사를 적용시키면서 각각 열수 전환 또는 열분해를 위한 적당한 범위가 된다.In alternative embodiments the activation step and pyrolysis or hydrothermal conversion are carried out in one reactor. For example, a hydrothermal conversion reactor or a pyrolysis reactor may be provided with means for generating electromagnetic radiation. The reactor is fed with radiosorption biomass. The conditions of the reactor are appropriate ranges for hydrothermal conversion or pyrolysis, respectively, applying electromagnetic radiation to the biomass.
따라서 본 발명은 상기에서 설명하는 특정 실시양태에 참고로서 기재되었다. 이러한 실시양태는 당업에 통상의 지식을 가진 자들에게 잘 공지되어 있는 대안적인 형태 및 다양한 변형이 가능하다는 것을 알아야 한다.Thus, the present invention has been described by reference to the specific embodiments described above. It is to be understood that such embodiments are capable of various modifications and alternative forms that are well known to those of ordinary skill in the art.
상기에서 기재된 것에 더하여 여러가지 많은 변형은 본 발명의 범주 및 정신을 벗어나지 않으면서 여기에 기재된 기술과 조성물에서 이루어질 수 있다. 따라서 특이 실시양태를 기재했는데도 불구하고 이러한 것은 단지 예이며, 본 발명의 범주를 제한하지 않는다.Many other variations in addition to those described above can be made in the techniques and compositions described herein without departing from the scope and spirit of the invention. Thus, although specific embodiments have been described, these are merely examples and do not limit the scope of the invention.
실시예 1(습식 밀링/고체 첨가제) Example 1 (Wet Milling / Solid Additives)
바이오매스 물질(화이트 파인 목재 조각)을 초기에 5 분 동안 기계 혼합기로 분쇄하여 입자 크기를 약 5 mm로 감소시킨다. 상기 목재 물질을 유성 고에너지 밀(Pulverisette 6)에서 원료의 높은 철-함유(Fe=40 %) 보크사이트와 함께 습식 밀링한다(보크사이트 대 목재 비율은 5:100)[목재의 건조 중량(150 ℃)을 기준으로 15 중량%의 슬러리]. 상기 밀링 슬러리에 마이크로파 방사를 적용시켜 바이오매스 물질을 활성화시킨다.The biomass material (white pine wood chips) is initially ground with a mechanical mixer for 5 minutes to reduce the particle size to about 5 mm. The wood material is wet milled with a high iron-containing (Fe = 40%) bauxite of raw material in a planetary high energy mill (Pulverisette 6) (the bauxite to wood ratio is 5: 100) [dry weight of wood (150 15% by weight of slurry). Microwave spinning is applied to the milling slurry to activate the biomass material.
하기의 참조 샘플을 제조한다:The following reference samples are prepared:
마이크로파를 처리하지 않은 상기에서 기재한 습식 밀링 목재/보크사이트 슬러리;Wet milling wood / bauxite slurries as described above without microwave treatment;
마이크로파를 처리한 습식 밀링 목재.Microwave-treated wet milling wood.
상기 슬러리의 건조 샘플의 열 분해는 Mettler-Toledo TGA/SDTA851e 열 밸런스를 사용하여 실행한다. 샘플(10-15 mg)을 알루미나 컵(70 ml)에 놓고, Ar(아르곤) 흐름(30 ml/분) 하에서 분 당 5 ℃의 가열 속도로 25 내지 700 ℃로 가열한다. Thermal decomposition of the dry sample of the slurry is carried out using a Mettler-Toledo TGA / SDTA851e heat balance. Samples (10-15 mg) are placed in alumina cups (70 ml) and heated to 25-700 ° C. at a heating rate of 5 ° C. per minute under an Ar (argon) flow (30 ml / min).
DTG 곡선은 온도 곡선에 대한 상응하는 중량으로 계산한다. 총 중량 손실은 샘플의 초기(25 ℃에서) 및 잔존하는 중량(600 ℃에서) 사이의 차이로 결정한다. 목재-보크사이트 혼합물의 경우에 총 중량 손실은 보크사이트가 실험 중에 변화하지 않는다는 가정하에 초기와 잔존하는 중량으로부터 보크사이트의 양을 빼서 결정 한다. The DTG curve is calculated as the corresponding weight for the temperature curve. The total weight loss is determined by the difference between the initial (at 25 ° C) and the remaining weight (at 600 ° C) of the sample. In the case of wood- bauxite mixtures, the total weight loss is determined by subtracting the amount of bauxite from the initial and remaining weight, assuming that bauxite does not change during the experiment.
마이크로파 처리된 목재-보크사이트 샘플은 참조 샘플의 것 보다 더 높은 중량 손실을 보여준 반면에, 이러한 마아크로파 처리 목재-보크사이트 샘플의 분해는 참조 물질의 것 보다 더 낮은 온도에서 개시되었다.Microwave treated wood-vouxite samples showed higher weight loss than those of the reference sample, whereas decomposition of these microwave treated wood-vouxite samples was initiated at lower temperatures than those of the reference material.
마이크로파 처리 후에 밀링 목재-보크사이트 슬러리는 2 시간 동안 200 ℃의 오토클레이브에서 열수 처리한다.After microwave treatment, the milled wood-bauxite slurry is hydrothermally treated in an autoclave at 200 ° C. for 2 hours.
이러한 열수 처리로부터의 생성물은 두개의 액체 상이 수득되며, 가용성 유기 화합물을 함유하는 수성 상과 몇몇 고체 잔류물과 함께 경질의 탄화수소 상이다. 가장 큰 양의 경질 오일 상은 참조 물질의 것과 비교해서 마이크로파 처리된 목재-보크사이트 물질로부터 수득된다.The product from this hydrothermal treatment is obtained with two liquid phases, an aqueous phase containing soluble organic compounds and a light hydrocarbon phase with some solid residue. The largest amount of light oil phase is obtained from the microwave treated wood-bauxite material compared to that of the reference material.
실시예 2(습식 밀링/고체 첨가물) Example 2 (Wet Milling / Solid Additives)
보크사이트로부터 알루미나를 제조하기 위해 사용하는 보크사이트를 바이엘 공정으로부터의 폐기 생성물인 "레드 머드(red mud)"로 대체하는 것을 제외하고 실시예 1을 반복한다. 상기 폐기 생성물은 이의 높은 산화 철 함량으로부터 이의 명칭이 유도된다. 또한 상기는 티타늄, 나트륨, 실리카 및 다른 불순물을 함유한다. 바이엘 공정 중에 수산화나트륨 처리를 하면 pH 값이 13.2를 초과하여 부식성이 높다.Example 1 is repeated except that the bauxite used to make alumina from bauxite is replaced with “red mud”, a waste product from the Bayer process. The waste product derives its name from its high iron oxide content. It also contains titanium, sodium, silica and other impurities. Treatment with sodium hydroxide during the Bayer process is highly corrosive with a pH value above 13.2.
목재 물질을 유성 고에너지 밀(Pulverisette 6)에서 "레드 머드"와 함께 습식 밀링한다("레드 머드" 대 목재 비율은 5:100)[목재의 건조 중량(150 ℃)을 기준으로 15 중량%의 슬러리]. 상기 밀링 슬러리에 마이크로파 방사를 적용시켜 바이 오매스 물질을 활성화시킨다.The wood material is wet milled with "red mud" in a planetary high energy mill (Pulverisette 6) ("red mud" to wood ratio of 5: 100) [15% by weight based on the dry weight of the wood (150 ° C). Slurry]. Microwave spinning is applied to the milling slurry to activate the biomass material.
하기의 참조 샘플을 제조한다:The following reference samples are prepared:
마이크로파를 처리하지 않은 상기에서 기재한 습식 밀링 목재-"레드 머드" 슬러리;Wet milled wood- "red mud" slurries as described above without microwave treatment;
마이크로파를 처리한 습식 밀링 목재.Microwave-treated wet milling wood.
상기 슬러리의 건조 샘플의 열 분해는 Mettler-Toledo TGA/SDTA851e 열 밸런스를 사용하여 실행한다. 샘플(10-15 mg)을 알루미나 컵(70 ml)에 놓고, Ar(아르곤) 흐름(30 ml/분) 하에서 분 당 5 ℃의 가열 속도로 25 내지 700 ℃로 가열한다. Thermal decomposition of the dry sample of the slurry is carried out using a Mettler-Toledo TGA / SDTA851e heat balance. Samples (10-15 mg) are placed in alumina cups (70 ml) and heated to 25-700 ° C. at a heating rate of 5 ° C. per minute under an Ar (argon) flow (30 ml / min).
DTG 곡선은 온도 곡선에 대한 상응하는 중량으로 계산한다. 총 중량 손실은 샘플의 초기(25 ℃에서) 및 잔존하는 중량(600 ℃에서) 사이의 차이로 결정한다. 목재-"레드 머드" 혼합물의 경우에 총 중량 손실은 "레드 머드"가 실험 중에 변화하지 않는다는 가정하에 초기와 잔존하는 중량으로부터 "레드 머드"의 양을 빼서 결정한다. The DTG curve is calculated as the corresponding weight for the temperature curve. The total weight loss is determined by the difference between the initial (at 25 ° C) and the remaining weight (at 600 ° C) of the sample. In the case of a wood- "red mud" mixture, the total weight loss is determined by subtracting the amount of "red mud" from the initial and remaining weight, assuming that the "red mud" does not change during the experiment.
마이크로파 처리된 목재-"레드 머드" 샘플은 참조 샘플의 것 보다 더 높은 중량 손실을 보여준 반면에, 이러한 마아크로파 처리 목재-"레드 머드" 샘플의 분해는 참조 물질의 것 보다 더 낮은 온도에서 개시되었다.While microwave treated wood- "red mud" samples showed higher weight loss than those of the reference sample, decomposition of these microwave treated wood- "red mud" samples started at a lower temperature than that of the reference material. It became.
마이크로파 처리 후에 밀링 목재-"레드 머드" 슬러리는 2 시간 동안 200 ℃의 오토클레이브에서 열수 처리한다.After microwave treatment the milled wood- "red mud" slurry is hydrothermally treated in an autoclave at 200 ° C. for 2 hours.
이러한 열수 처리로부터의 생성물은 두개의 액체 상이 수득되며, 가용성 유기 화합물을 함유하는 수성 상과 몇몇 고체 잔류물과 함께 경질의 탄화수소 상이 다. 가장 큰 양의 경질 오일 상은 참조 물질에서 관찰되는 것과 비교해서 마이크로파 처리된 목재-"레드 머드" 물질로부터 수득된다.The product from this hydrothermal treatment is obtained with two liquid phases, an aqueous phase containing soluble organic compounds and a light hydrocarbon phase with some solid residue. The largest amount of light oil phase is obtained from the microwave treated wood- "red mud" material compared to that observed in the reference material.
실시예 3(습식 밀링/가용성 첨가제) Example 3 (Wet Milling / Soluble Additives)
보크사이트를 황산제이철로 대체하는 것을 제외하고 실시예 1을 반복한다.Example 1 is repeated except that the bauxite is replaced with ferric sulfate.
상기 목재 물질을 유성 고에너지 밀(Pulverisette 6)에서 황산제이철과 함께 습식 밀링한다(황산제이철 대 목재 비율은 5:100)[목재의 건조 중량(150 ℃)을 기준으로 15 중량%의 슬러리]. 상기 밀링 슬러리에 마이크로파 방사를 적용시켜 바이오매스 물질을 활성화시킨다.The wood material is wet milled with ferric sulfate in a planetary high energy mill (Pulverisette 6) (ferrous sulfate to wood ratio of 5: 100) [15% by weight of slurry based on dry weight of wood (150 ° C.)]. Microwave spinning is applied to the milling slurry to activate the biomass material.
하기의 참조 샘플을 제조한다:The following reference samples are prepared:
마이크로파를 처리하지 않은 상기에서 기재한 습식 밀링 목재/황산제이철 슬러리;Wet milling wood / ferric sulphate slurries as described above without microwave treatment;
마이크로파를 처리한 습식 밀링 목재.Microwave-treated wet milling wood.
상기 슬러리의 건조 샘플의 열 분해는 Mettler-Toledo TGA/SDTA851e 열 밸런스를 사용하여 실행한다. 샘플(10-15 mg)을 알루미나 컵(70 ml)에 놓고, Ar(아르곤) 흐름(30 ml/분) 하에서 분 당 5 ℃의 가열 속도로 25 내지 700 ℃로 가열한다. Thermal decomposition of the dry sample of the slurry is carried out using a Mettler-Toledo TGA / SDTA851e heat balance. Samples (10-15 mg) are placed in alumina cups (70 ml) and heated to 25-700 ° C. at a heating rate of 5 ° C. per minute under an Ar (argon) flow (30 ml / min).
DTG 곡선은 온도 곡선에 대한 상응하는 중량으로 계산한다. 총 중량 손실은 샘플의 초기(25 ℃에서) 및 잔존하는 중량(600 ℃에서) 사이의 차이로 결정한다. 목재-황산제이철 혼합물의 경우에 총 중량 손실은 황산제이철이 실험 중에 변화하지 않는다는 가정하에 초기와 잔존하는 중량으로부터 황산제이철의 양을 빼서 결정한다. The DTG curve is calculated as the corresponding weight for the temperature curve. The total weight loss is determined by the difference between the initial (at 25 ° C) and the remaining weight (at 600 ° C) of the sample. For the wood-ferric sulfate mixture, the total weight loss is determined by subtracting the amount of ferric sulfate from the initial and remaining weights, assuming that ferric sulfate does not change during the experiment.
마이크로파 처리된 목재-황산제이철 샘플은 참조 샘플의 것 보다 더 높은 중량 손실을 보여준 반면에, 이러한 마아크로파 처리 목재-황산제이철 샘플의 분해는 참조 물질의 것 보다 더 낮은 온도에서 개시되었다.Microwave treated wood-ferric sulphate samples showed higher weight loss than those of the reference sample, whereas decomposition of these microwave treated wood-ferric sulphate samples was initiated at lower temperatures than that of the reference material.
마이크로파 처리 후에 밀링 목재-황산제이철 슬러리는 2 시간 동안 200 ℃의 오토클레이브에서 열수 처리한다.After microwave treatment the milled wood-ferric sulfate slurry is hydrothermally treated in an autoclave at 200 ° C. for 2 hours.
이러한 열수 처리로부터의 생성물은 두개의 액체 상이 수득되며, 가용성 유기 화합물을 함유하는 수성 상과 몇몇 고체 잔류물과 함께 경질의 탄화수소 상이다. 가장 큰 양의 경질 오일 상은 참조 물질에서 관찰되는 것 보다 마이크로파 처리된 목재-황산제이철 물질로부터 수득된다.The product from this hydrothermal treatment is obtained with two liquid phases, an aqueous phase containing soluble organic compounds and a light hydrocarbon phase with some solid residue. The largest amount of light oil phase is obtained from microwave treated wood-ferric sulphate material than is observed in the reference material.
실시예 4(습식 밀링/고체 첨가제) Example 4 (Wet Milling / Solid Additives)
소량의 기타 희토류와 함께 주로 세륨 및 란탄으로 구성되는 희토류 카르보네이트 미네랄인 바스트나사이트로 보크사이트를 대체하는 것을 제외하고 실시예 1을 반복한다.Example 1 is repeated except that the bauxite is replaced with bustnasite, a rare earth carbonate mineral consisting primarily of cerium and lanthanum, with a small amount of other rare earths.
목재 물질을 유성 고에너지 밀(Pulverisette 6)에서 바스트나사이트와 함께 습식 밀링한다(바스트나사이트 대 목재 비율은 5:100)[목재의 건조 중량(150 ℃)을 기준으로 15 중량%의 슬러리]. 상기 밀링 슬러리에 마이크로파 방사를 적용시켜 바이오매스 물질을 활성화시킨다.The wood material is wet milled with bustnasite in a planetary high energy mill (Pulverisette 6) (bustastite to wood ratio of 5: 100) [15 wt% slurry based on dry weight of wood (150 ° C.)] . Microwave spinning is applied to the milling slurry to activate the biomass material.
하기의 참조 샘플을 제조한다:The following reference samples are prepared:
마이크로파를 처리하지 않은 상기에서 기재한 습식 밀링 목재/바스트나사이트 슬러리;Wet milled wood / bustnasite slurry as described above without microwave treatment;
마이크로파를 처리한 습식 밀링 목재.Microwave-treated wet milling wood.
상기 슬러리의 건조 샘플의 열 분해는 Mettler-Toledo TGA/SDTA851e 열 밸런스를 사용하여 실행한다. 샘플(10-15 mg)을 알루미나 컵(70 ml)에 놓고, Ar(아르곤) 흐름(30 ml/분) 하에서 분 당 5 ℃의 가열 속도로 25 내지 700 ℃로 가열한다. Thermal decomposition of the dry sample of the slurry is carried out using a Mettler-Toledo TGA / SDTA851e heat balance. Samples (10-15 mg) are placed in alumina cups (70 ml) and heated to 25-700 ° C. at a heating rate of 5 ° C. per minute under an Ar (argon) flow (30 ml / min).
DTG 곡선은 온도 곡선에 대한 상응하는 중량으로 계산한다. 총 중량 손실은 샘플의 초기(25 ℃에서) 및 잔존하는 중량(600 ℃에서) 사이의 차이로 결정한다. 목재-바스트나사이트 혼합물의 경우에 총 중량 손실은 바스트나사이트가 실험 중에 변화하지 않는다는 가정하에 초기와 잔존하는 중량으로부터 바스트나사이트의 양을 빼서 결정한다. The DTG curve is calculated as the corresponding weight for the temperature curve. The total weight loss is determined by the difference between the initial (at 25 ° C) and the remaining weight (at 600 ° C) of the sample. In the case of wood-bustnasite mixtures, the total weight loss is determined by subtracting the amount of bustnasite from the initial and remaining weight, assuming that bustnasite does not change during the experiment.
마이크로파 처리된 목재-바스트나사이트 샘플은 참조 샘플의 것 보다 더 높은 중량 손실을 보여준 반면에, 이러한 마아크로파 처리 목재-바스트나사이트 샘플의 분해는 참조 물질의 것 보다 더 낮은 온도에서 개시되었다.The microwave treated wood-bustnasite sample showed higher weight loss than that of the reference sample, whereas the decomposition of this microwave treated wood-bustnasite sample was initiated at a lower temperature than that of the reference material.
마이크로파 처리 후에 밀링 목재-바스트나사이트 슬러리는 2 시간 동안 200 ℃의 오토클레이브에서 열수 처리한다.After microwave treatment the milled wood-bustnasite slurry is hydrothermally treated in an autoclave at 200 ° C. for 2 hours.
이러한 열수 처리로부터의 생성물은 두개의 액체 상이 수득되며, 가용성 유기 화합물을 함유하는 수성 상과 몇몇 고체 잔류물과 함께 경질의 탄화수소 상이다. 가장 큰 양의 경질 오일 상은 참조 물질에서 관찰되는 것과 비교해서 마이크로파 처리된 목재-바스트나사이트 물질로부터 수득된다.The product from this hydrothermal treatment is obtained with two liquid phases, an aqueous phase containing soluble organic compounds and a light hydrocarbon phase with some solid residue. The largest amount of light oil phase is obtained from the microwave treated wood-bustnasite material compared to that observed in the reference material.
실시예 5(습식 밀링/가용성 첨가제) Example 5 (Wet Milling / Soluble Additives)
목재를 다른 바이오매스 물질, 즉 옥수수 여물(corn stover)로 대체하는 것 을 제외하고 실시예 3을 반복한다. 상기 옥수수 여물 물질을 유성 고에너지 밀(Pulverisette 6)에서 황산제이철과 함께 습식 밀링한다(황산제이철 대 옥수수 여물 비율은 5:100)[옥수수 여물의 건조 중량(150 ℃)을 기준으로 15 중량%의 슬러리]. 상기 밀링 슬러리에 마이크로파 방사를 적용시켜 바이오매스 물질을 활성화시킨다.Example 3 is repeated except that the wood is replaced with another biomass material, a corn stover. The corn filtrate material was wet milled with ferric sulfate in an oily high energy mill (Pulverisette 6) (ferrous sulfate to corn filtrate ratio of 5: 100) [15% by weight based on dry weight of corn filtrate (150 ° C.). Slurry]. Microwave spinning is applied to the milling slurry to activate the biomass material.
하기의 참조 샘플을 제조한다:The following reference samples are prepared:
마이크로파를 처리하지 않은 상기에서 기재한 습식 밀링 옥수수 여물/황산제이철 슬러리;Wet milled corn filtrate / ferric sulphate slurry described above without microwave treatment;
마이크로파를 처리한 습식 밀링 옥수수 여물.Microwave-treated wet milled corn trough.
상기 슬러리의 건조 샘플의 열 분해는 Mettler-Toledo TGA/SDTA851e 열 밸런스를 사용하여 실행한다. 샘플(10-15 mg)을 알루미나 컵(70 ml)에 놓고, Ar(아르곤) 흐름(30 ml/분) 하에서 분 당 5 ℃의 가열 속도로 25 내지 700 ℃로 가열한다. Thermal decomposition of the dry sample of the slurry is carried out using a Mettler-Toledo TGA / SDTA851e heat balance. Samples (10-15 mg) are placed in alumina cups (70 ml) and heated to 25-700 ° C. at a heating rate of 5 ° C. per minute under an Ar (argon) flow (30 ml / min).
DTG 곡선은 온도 곡선에 대한 상응하는 중량으로 계산한다. 총 중량 손실은 샘플의 초기(25 ℃에서) 및 잔존하는 중량(600 ℃에서) 사이의 차이로 결정한다. 옥수수 여물-황산제이철 혼합물의 경우에 총 중량 손실은 황산제이철이 실험 중에 변화하지 않는다는 가정하에 초기와 잔존하는 중량으로부터 황산제이철의 양을 빼서 결정한다. The DTG curve is calculated as the corresponding weight for the temperature curve. The total weight loss is determined by the difference between the initial (at 25 ° C) and the remaining weight (at 600 ° C) of the sample. In the case of a corn trough-ferric sulfate mixture, the total weight loss is determined by subtracting the amount of ferric sulfate from the initial and remaining weights, assuming that ferric sulfate does not change during the experiment.
마이크로파 처리된 옥수수 여물-황산제이철 샘플은 참조 샘플의 것 보다 더 높은 중량 손실을 보여준 반면에, 이러한 마아크로파 처리 옥수수 여물-황산제이철 샘플의 분해는 참조 물질의 것 보다 더 낮은 온도에서 개시되었다.Microwave treated corn trough-ferric sulphate samples showed higher weight loss than those of the reference sample, whereas decomposition of these microwave treated corn trough-ferric sulphate samples was initiated at lower temperatures than that of the reference material.
마이크로파 처리 후에 밀링 옥수수 여물-황산제이철 슬러리는 2 시간 동안 200 ℃의 오토클레이브에서 열수 처리한다.After microwave treatment, the milled corn trough-ferric sulfate slurry is hydrothermally treated in an autoclave at 200 ° C. for 2 hours.
이러한 열수 처리로부터의 생성물은 두개의 액체 상이 수득되며, 가용성 유기 화합물을 함유하는 수성 상과 몇몇 고체 잔류물과 함께 경질의 탄화수소 상이다. 가장 큰 양의 경질 오일 상은 참조 물질에서 관찰되는 것과 비교해서 마이크로파 처리된 옥수수 여물-황산제이철 물질로부터 수득된다.The product from this hydrothermal treatment is obtained with two liquid phases, an aqueous phase containing soluble organic compounds and a light hydrocarbon phase with some solid residue. The largest amount of light oil phase is obtained from the microwave treated corn filtrate-ferric sulfate material as compared to that observed in the reference material.
실시예 6(건식 밀링/고체 첨가제) Example 6 (dry milling / solid additives)
바이오매스 물질(화이트 파인 목재 조각)을 초기에 5 분 동안 기계 혼합기로 분쇄하여 입자 크기를 약 5 mm로 감소시킨다. 상기 목재 물질을 유성 고에너지 밀(Pulverisette 6)에서 원료의 높은 철-함유(Fe=40 %) 보크사이트 분말과 함께 습식 밀링한다(보크사이트 대 목재 비율은 5:100). 상기에서 수득된 건식 밀링 혼합물을 슬러리화하고, 마이크로파 방사를 적용시켜 바이오매스 물질을 활성화시킨다.The biomass material (white pine wood chips) is initially ground with a mechanical mixer for 5 minutes to reduce the particle size to about 5 mm. The wood material is wet milled with a high iron-containing (Fe = 40%) bauxite powder of raw material in a planetary high energy mill (Pulverisette 6) (voxite to wood ratio 5: 100). The dry milling mixture obtained above is slurried and microwave radiation is applied to activate the biomass material.
하기의 참조 샘플을 제조한다:The following reference samples are prepared:
마이크로파를 처리하지 않은 상기에서 기재한 건식 밀링 목재/보크사이트 슬러리;Dry milled wood / bauxite slurries as described above without microwave treatment;
마이크로파를 처리한 건식 밀링 목재.Dry milled wood with microwave treatment.
상기 실시예 1에서 기재한 열 분해 방법을 사용하면 마이크로파 처리된 건식 밀링 목재-보크사이트 샘플에 있어서의 중량 손실은 참조 샘플의 것 보다 더 높은 반면에 마이크로파 처리된 건식 밀린 목재-보크사이트 샘플의 분해는 참조 물질의 것에서 보다 더 낮은 온도에서 개시된다.Using the pyrolysis method described in Example 1 above, the weight loss in the microwave treated dry milling wood-voxite sample is higher than that of the reference sample while the decomposition of the microwave treated dry milled wood-voxite sample is Is started at a lower temperature than that of the reference material.
마이크로파 처리 후에 건식 밀링 목재-보크사이트 분말은 2 시간 동안 200 ℃의 오토클레이브에서 열수 처리한다.After microwave treatment the dry milled wood-bauxite powder is hydrothermally treated in an autoclave at 200 ° C. for 2 hours.
이러한 열수 처리로부터의 생성물은 두개의 액체 상이 수득되며, 가용성 유기 화합물을 함유하는 수성 상과 몇몇 고체 잔류물과 함께 경질의 탄화수소 상이다. 가장 큰 양의 경질 오일 상은 참조 물질에서 관찰되는 것과 비교해서 마이크로파 처리된 목재-보크사이트 물질로부터 수득된다.The product from this hydrothermal treatment is obtained with two liquid phases, an aqueous phase containing soluble organic compounds and a light hydrocarbon phase with some solid residue. The largest amount of light oil phase is obtained from the microwave treated wood-vouxite material as compared to that observed in the reference material.
실시예 7(함침) Example 7 (impregnation)
황산제이철 용액으로 함침된 목재 입자에 마이크로파 방사를 적용시켜 바이오매스 물질을 활성화시킨다.Microwave radiation is applied to wood particles impregnated with ferric sulfate solution to activate the biomass material.
하기의 참조 샘플을 제조한다:The following reference samples are prepared:
마이크로파를 처리하지 않은 상기에서 기재한 황산제이철 함침 목재 입자;Ferric sulfate-impregnated wood particles as described above without microwave treatment;
마이크로파를 처리한 목재.Microwave treated wood.
상기 실시예 1에서 기재한 열 분해 방법을 사용하면 마이크로파 처리된 황산제이철 함침 목재 샘플에 있어서의 중량 손실은 참조 샘플의 것 보다 더 높은 반면에 마이크로파 처리된 황산제이철 함침 목재 샘플의 분해는 참조 물질의 것에서 보다 더 낮은 온도에서 개시된다.Using the pyrolysis method described in Example 1 above, the weight loss in the microwave treated ferric sulfate impregnated wood sample was higher than that of the reference sample, whereas the decomposition of the microwave treated ferric sulfate impregnated wood sample was At lower temperatures than at
마이크로파 처리 후에 황산제이철 함침 목재 샘플을 슬러리화하고, 2 시간 동안 200 ℃의 오토클레이브에서 열수 처리한다.After microwave treatment the ferric sulfate impregnated wood sample is slurried and hydrothermally treated in an autoclave at 200 ° C. for 2 hours.
이러한 열수 처리로부터의 생성물은 두개의 액체 상이 수득되며, 가용성 유기 화합물을 함유하는 수성 상과 몇몇 고체 잔류물과 함께 경질의 탄화수소 상이 다. 가장 큰 양의 경질 오일 상은 참조 물질에서 관찰되는 것과 비교해서 마이크로파 처리된 황산제이철 함침 목재로부터 수득된다.The product from this hydrothermal treatment is obtained with two liquid phases, an aqueous phase containing soluble organic compounds and a light hydrocarbon phase with some solid residue. The largest amount of light oil phase is obtained from microwave treated ferric sulfate impregnated wood compared to that observed in the reference material.
실시예 8(니딩) Example 8 (kneading)
수 중 보크사이트 현탁액(20 % 보크사이트)을 니더마스터 5USG 혼합기(Kneadermaster 5USG mixer)에 상업적 제제소로부터 수득된 화이트 파인 목재 조각(대략 1/2-인치 폭에 1/32-인치 두께)과 함께 첨가한다. 상기 혼합기 챔버에는 두개의 수평, 오버랩핑 시그마 블랜더가 덮어 씌워져 있으며, 50 psig의 작동 압력에서 148 ℃까지 작동할 수 있다. 효과적인 보크사이트 현탁액을 가공가능한 케이크(workable cake) 제조를 위해 첨가한다. 목재 대 보크사이트의 비율은 85:15이다. 수득된 케이크는 2 시간 동안 150 ℃ 온도에서 니딩한다. 니딩된 케이크를 슬러리화하고, 마이크로파 방사를 적용시켜 바이오매스 물질을 활성화시킨다.The bauxite suspension in water (20% bauxite) was combined with a piece of white pine wood (approximately 1 / 32-inch thick at 1 / 2-inch wide ) obtained from a commercial mill on a Kneadermaster 5USG mixer. Add. The mixer chamber is covered with two horizontal, overlapping sigma blenders and can operate up to 148 ° C. at an operating pressure of 50 psig. An effective bauxite suspension is added for making a workable cake. The ratio of wood to bauxite is 85:15. The cake obtained is kneaded at 150 ° C. for 2 hours. The kneaded cake is slurried and microwave radiation is applied to activate the biomass material.
하기의 참조 샘플을 제조한다:The following reference samples are prepared:
마이크로파를 처리하지 않은 상기에서 기재한 니딩 목재/보크사이트 슬러리;Kneading wood / bauxite slurries as described above without microwave treatment;
마이크로파를 처리한 니딩 목재.Kneading wood with microwave treatment.
상기 슬러리의 건조 샘플의 열 분해는 Mettler-Toledo TGA/SDTA851e 열 밸런스를 사용하여 실행한다. 샘플(10-15 mg)을 알루미나 컵(70 ml)에 놓고, Ar(아르곤) 흐름(30 ml/분) 하에서 분 당 5 ℃의 가열 속도로 25 내지 700 ℃로 가열한다. Thermal decomposition of the dry sample of the slurry is carried out using a Mettler-Toledo TGA / SDTA851e heat balance. Samples (10-15 mg) are placed in alumina cups (70 ml) and heated to 25-700 ° C. at a heating rate of 5 ° C. per minute under an Ar (argon) flow (30 ml / min).
DTG 곡선은 온도 곡선에 대한 상응하는 중량으로 계산한다. 총 중량 손실은 샘플의 초기(25 ℃에서) 및 잔존하는 중량(600 ℃에서) 사이의 차이로 결정한다. 니딩 목재-보크사이트 혼합물의 경우에 총 중량 손실은 보크사이트가 실험 중에 변 화하지 않는다는 가정하에 초기와 잔존하는 중량으로부터 보크사이트의 양을 빼서 결정한다. The DTG curve is calculated as the corresponding weight for the temperature curve. The total weight loss is determined by the difference between the initial (at 25 ° C) and the remaining weight (at 600 ° C) of the sample. In the case of kneading wood-voxite mixtures, the total weight loss is determined by subtracting the amount of bauxite from the initial and remaining weight, assuming that bauxite does not change during the experiment.
마이크로파 처리된 니딩 목재-보크사이트 샘플은 참조 샘플의 것 보다 더 높은 중량 손실을 보여준 반면에, 이러한 마아크로파 처리 니딩 목재-보크사이트 샘플의 분해는 참조 물질의 것 보다 더 낮은 온도에서 개시되었다.While microwave treated kneading wood-voxite samples showed higher weight loss than those of the reference sample, decomposition of these microwave treated kneading wood-voxite samples was initiated at lower temperatures than those of the reference material.
마이크로파 처리 후에 니딩 목재-보크사이트 슬러리는 2 시간 동안 200 ℃의 오토클레이브에서 열수 처리한다.After microwave treatment the kneading wood-voxite slurry is hydrothermally treated in an autoclave at 200 ° C. for 2 hours.
이러한 열수 처리로부터의 생성물은 두개의 액체 상이 수득되며, 가용성 유기 화합물을 함유하는 수성 상과 몇몇 고체 잔류물과 함께 경질의 탄화수소 상이다. 가장 큰 양의 경질 오일 상은 참조 물질에서 관찰되는 것과 비교해서 마이크로파 처리된 니딩 목재-보크사이트 물질로부터 수득된다.The product from this hydrothermal treatment is obtained with two liquid phases, an aqueous phase containing soluble organic compounds and a light hydrocarbon phase with some solid residue. The largest amount of light oil phase is obtained from the microwave treated kneading wood-voxite material as compared to that observed in the reference material.
실시예 9(니딩) Example 9 (kneading)
보크사이트 대신에 "레드 머드"를 사용하는 것을 제외하고 실시예 8을 반복하였다.Example 8 was repeated except using “red mud” instead of bauxite.
하기의 참조 샘플을 제조한다:The following reference samples are prepared:
마이크로파를 처리하지 않은 상기에서 기재한 니딩 목재/"레드 머드" 슬러리;Kneading wood / "red mud" slurries as described above without microwave treatment;
마이크로파를 처리한 니딩 목재.Kneading wood with microwave treatment.
상기 실시예 1에서 기재한 열 분해 반응을 사용하면 마이크로파 처리된 니딩 목재-"레드 머드" 샘플에 있어서의 중량 손실은 참조 샘플의 것 보다 더 높은 중량 손실을 보여준 반면에, 이러한 마아크로파 처리 니딩 목재-"레드 머드" 샘플의 분해는 참조 물질의 것 보다 더 낮은 온도에서 개시되었다.Using the pyrolysis reaction described in Example 1 above, the weight loss in the microwave treated kneading wood- "red mud" sample showed a higher weight loss than that of the reference sample, whereas this microwave treated kneading Decomposition of the wood- "red mud" sample was initiated at a lower temperature than that of the reference material.
마이크로파 처리 후에 니딩 목재-"레드 머드" 샘플은 2 시간 동안 200 ℃의 오토클레이브에서 열수 처리한다.After microwave treatment the kneading wood- "red mud" samples are hydrothermally treated in an autoclave at 200 ° C for 2 hours.
이러한 열수 처리로부터의 생성물은 두개의 액체 상이 수득되며, 가용성 유기 화합물을 함유하는 수성 상과 몇몇 고체 잔류물과 함께 경질의 탄화수소 상이다. 가장 큰 양의 경질 오일 상은 참조 물질에서 관찰된 것과 비교해서 마이크로파 니딩 목재-"레드 머드" 물질로부터 수득된다.The product from this hydrothermal treatment is obtained with two liquid phases, an aqueous phase containing soluble organic compounds and a light hydrocarbon phase with some solid residue. The largest amount of light oil phase is obtained from the microwave kneading wood- "red mud" material compared to that observed in the reference material.
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